[发明专利]一种等温空气循环热处理电炉

说明书

技术领域

本发明属于空气循环热处理电炉，主要涉及一种等温空气循环热处理电炉。

背景技术

金属热处理空气循环炉的加热方法主要有燃气加热和电阻加热，此外，还有感应加热、微波加热及空气动力加热等。燃气加热的特点是节能降耗突出（可节能50%左右），但温度不易控制，适合对炉温均匀性要求不高（≥±5℃）的热处理加工。电阻加热的特点是温度易于控制，适用于炉温均匀性要求较高（≤±5℃）的热处理加工，缺点是能耗较大。

现有的金属热处理空气循环电阻炉的加热原理是利用发热体（电阻丝、电阻带或陶瓷等）加热，辅以热风循环对流，将工件进行均匀加热。但由于发热体的布局、空气的循环速度与导流方式以及炉膛的密封性等因素影响，使得炉温的均匀性很难达到标准要求。特别是对大型或特大型空气循环炉而言，若想把炉温温差控制在比较小的范围内则愈加困难。

随着航空航天等工业的迅速发展以及新材料的不断开发，大型工件的热处理对热处理工艺和质量的要求越来越高，其中，在热处理时，对炉膛的温度、均匀度及精度等的控制成为热处理炉质量的重要指标。例如，中国热处理航空标准（HB5354-94）对一等炉炉温均匀度的要求是±3℃（控温精度是±1℃），而美国波音公司是±2.8℃。目前，国内外比较好的空气循环炉炉温的均匀度一般是＞±3℃到＜±5℃。显然，在设计和制造热处理空气循环炉过程中，如何控制炉温的均匀度是相关科技人员所面对的主要挑战之一。

目前，我国航天工业使用的空气循环热处理电炉，主要依赖进口设备。国内进口的空气循环淬火炉和国内生产的空气循环淬火炉主要采取列方法来提高炉膛温度的均匀性，加热和热风循环系统如附图1所示：其主体结构主要由炉体10、吊篮11、吊架12、牵引机16以及炉膛、控制系统等，炉膛四周侧壁上设置有加热元件1，炉膛内四周设置有炉胆，炉膛顶部设置有循环风机。其获得较高温度均匀性的原理主要是靠循环风机循环搅动炉膛内的空气而获得的，但是，这种加热方式仍不能满足相关标准的要求，这种热处理炉的根本缺陷在于：炉膛内的保温主要依靠四周炉胆（炉膛的不锈钢内壁）的传热获得热量和炉顶的循环热风获得的热量，循环热风的温度是依靠加热元件发热使炉膛内胆与发热元件之间的空气温度升高获得的，为了保持炉膛的温度不变，就必须不断提高加热元件的表面温度，才能保持炉膛的温度；由于大型空气循环淬火炉的容积有几十个立方米，炉顶和炉底的面积都较大，炉顶和炉底的热损失也就较大，保持炉内温度不变需要的热量就越大，由于其没有设置温度补偿机构，这就要求单位发热元件表面的温度提高，加热元件的表面温度越高，加热元件与炉膛内胆之间的温差就越大，循环热风的温度均匀性就越大，循环热风的均匀性直接影响炉温的均匀性，也影响了淬火等热处理质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种等温空气循环热处理炉，其多温区分布设置加热元件，同时形成的均温热风通道可以有效地提高炉膛的温度均匀性，提高淬火等热处理质量。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：其主要包括炉体、炉膛、吊篮、升降系统以及控制器、加热元件，加热元件设置在炉膛内侧壁上，炉膛的顶部设置有鼓风机，在炉膛内设置有炉胆，在炉胆与炉膛内壁的加热元件之间一周设置耐热均温隔板，通过控制加热元件发热，使均温隔板与炉胆之间两者之间形成等温热风通道，鼓风机的叶片位于炉膛顶部的等温热风通道内，把等温的热风送进炉膛内。

在等温热风通道的拐角处为圆弧形通道。

所述的耐热均温隔板为不锈钢。

在炉膛顶部和炉膛底部分别设置有用于补偿热风能量损耗的加热元件。

在炉膛的顶部设置有一个或一个以上的鼓风机，鼓风机的叶片位于等温热风通道内的出口处，出口处还设置有热风导流隔板。

所述的在炉膛内壁不同温区的加热元件之间设置和耐火材料相连的隔段，有利于形成不同的炉膛，有利于分区独立控制单个炉膛的温度，也就有利于形成不锈钢均温隔板本身的温度均匀性。

所述的升降系统包括电动机、导轨、对重、牵引机、牵引钢丝、导向轮和电磁制动器，电动机设置在炉体顶部，其通过连轴器、减速箱和牵引机连接，牵引钢丝位于导向轮中，牵引钢丝的两端分别连吊篮和对重，依靠钢丝绳和牵引轮之间的摩擦来驱动吊兰升降。